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環(huán)氧乙烷存在哪些特殊風(fēng)險？

一

環(huán)氧乙烷易燃易爆、參與反應(yīng)強放熱

環(huán)氧乙烷分子十分不穩(wěn)定，小分子特性使其具有很強的穿透性和化學(xué)活性。環(huán)氧乙烷沸點為10.7℃，在常溫下為氣態(tài)，釋放到空氣中時，所形成的濃霧極易燃燒；其蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸范圍為3%-100%（體積比）。在1個大氣壓下，純環(huán)氧乙烷蒸汽的熱分解溫度為510℃，在特殊情況下環(huán)氧乙烷在一些雜質(zhì)（如鐵銹等）的作用下，遇150℃高溫即可發(fā)生分解爆炸。環(huán)氧乙烷爆炸威力非常大，1kg環(huán)氧乙烷相當于2.7kg-5.0kgTNT爆炸產(chǎn)生的沖擊波。

曾有2家環(huán)氧乙烷生產(chǎn)企業(yè)，為了避免停車檢修帶來經(jīng)濟損失，對環(huán)氧乙烷介質(zhì)管線泄漏按照常態(tài)化帶壓堵漏方式進行處理。2家企業(yè)均未充分辨識環(huán)氧乙烷的泄漏風(fēng)險，沒有考慮到在如此寬的爆炸范圍下，一旦環(huán)氧乙烷泄漏，極易引起環(huán)氧乙烷燃爆，造成無法估量的后果。

所有與環(huán)氧乙烷進行的反應(yīng)均為強放熱反應(yīng)，因此，要重視控制反應(yīng)溫度，防止反應(yīng)失控；同時，要確保環(huán)氧乙烷完全轉(zhuǎn)化，防止環(huán)氧乙烷進入下游設(shè)備；還應(yīng)確保反應(yīng)器內(nèi)的氣相環(huán)氧乙烷有惰性介質(zhì)稀釋保護，防止其分解。

因此，企業(yè)必須完善危化品管理和安全教育制度，建立危險源管理臺賬，制定包保責(zé)任人，從上到下分級管理，讓每一名從業(yè)人員在上班第一天就要知道裝置風(fēng)險，尤其是工藝物料風(fēng)險。對于環(huán)氧乙烷物料，尤其要慎重對待，其基礎(chǔ)特性是每一位從業(yè)人員必須了解的。


二

環(huán)氧乙烷易自聚堵塞管道儀表

在較低溫度時，環(huán)氧乙烷自聚速度緩慢，雖然不會發(fā)生爆炸，但形成的聚合物會堵塞管道、儀表、泄放設(shè)施等。當達到一定溫度時，環(huán)氧乙烷聚合速度加快，同時產(chǎn)生大量的熱（聚合反應(yīng)放熱量約2324kJ/kg）而引起爆炸。所以，應(yīng)該嚴格控制環(huán)氧乙烷的溫度。除了溫度以外，還有很多化學(xué)物質(zhì)比如酸、堿金屬、金屬氧化物及一些有機物（比如醛類），均能引發(fā)環(huán)氧乙烷自聚，尤其要注意鐵銹。因此，輸送儲存環(huán)氧乙烷的管道、容器等設(shè)備應(yīng)避免使用碳鋼材質(zhì)。如不得不使用碳鋼材質(zhì)設(shè)備，應(yīng)在設(shè)備檢修接觸空氣后進行噴砂除銹或化學(xué)清洗除銹處理，除銹后立即氮封隔絕空氣備用；環(huán)氧乙烷物料法蘭連接墊片應(yīng)禁止使用橡膠材質(zhì)墊片，橡膠極易引起環(huán)氧乙烷物料聚合，宜使用四氟金屬纏繞墊。

曾有某環(huán)氧乙烷儲存裝置，由于環(huán)氧乙烷醛類雜質(zhì)過多，導(dǎo)致環(huán)氧乙烷管線出現(xiàn)自聚物堵塞壓力表，企業(yè)未意識到風(fēng)險，最終因為超壓導(dǎo)致環(huán)氧乙烷泄漏事故。因此，必須每天分析環(huán)氧乙烷物料系統(tǒng)內(nèi)的微量組分，尤其是醛、酸等含量，制定雜質(zhì)控制指標范圍，如雜質(zhì)大于指標，因采取相應(yīng)控制措施。

《石油化工企業(yè)設(shè)計防火標準（2018年版）》（GB 50160-2008）要求，較高濃度環(huán)氧乙烷設(shè)備的安全閥前應(yīng)設(shè)爆破片。爆破片入口管道應(yīng)設(shè)氮封，且安全閥的出口管道應(yīng)充氮。安全閥前設(shè)爆破片是為防止環(huán)氧乙烷聚合。爆破片入口設(shè)氮封是防止環(huán)氧乙烷聚合堵塞管道（鐵銹可促進環(huán)氧乙烷聚合反應(yīng)）。安全閥出口管道上設(shè)氮氣，是用于稀釋所排出的環(huán)氧乙烷，使其低于爆炸極限。


三

環(huán)氧乙烷宜低溫儲運，不易長途運輸

環(huán)氧乙烷儲罐應(yīng)與其它化學(xué)品、尤其是易燃或腐蝕性化學(xué)品儲罐分開，并且必須與火災(zāi)危險源和潛在點火源分隔開。非“覆土式”環(huán)氧乙烷儲罐及其構(gòu)件應(yīng)包裹能承受最少3小時火災(zāi)的防火保溫層。如果儲罐沒有防火層，或防火性能不夠，則應(yīng)在罐四周安裝自動水噴淋系統(tǒng)。低溫使環(huán)氧乙烷聚合物在環(huán)氧乙烷中的溶解度下降，并使聚合物發(fā)生凝結(jié)。降低環(huán)氧乙烷儲存溫度，可以降低維持氣相不可分解的惰性氣體壓力。高溫會使環(huán)氧乙烷蒸汽壓上升，則液態(tài)環(huán)氧乙烷泄漏后產(chǎn)生的霧氣就更多。

目前，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)環(huán)氧乙烷設(shè)備、儲罐的安全閥出口直接對大氣，其潛在的風(fēng)險非常大?！段ｋU化學(xué)品企業(yè)安全風(fēng)險隱患排查治理導(dǎo)則》中明確要求：“環(huán)氧乙烷的安全閥及其他泄放設(shè)施直排大氣的應(yīng)采取安全措施?！睂τ诃h(huán)氧乙烷泄放的處置方式，目前有兩種：一是采用分程調(diào)節(jié)，排放氣接到水吸收塔進行吸收；二是排放氣由專用管線引至尾氣焚燒爐。這兩種方式無論哪一種，企業(yè)都應(yīng)進行評估設(shè)計。

環(huán)氧乙烷物料的取樣系統(tǒng)應(yīng)達到下列密閉取樣要求：a）系統(tǒng)必須在沒有環(huán)氧乙烷釋放到環(huán)境或操作人員接觸的情況下，獲得一份有代表性的樣品；b）應(yīng)采用小型密閉容器（取樣鋼瓶），常用于便攜式取樣裝置，取樣鋼瓶材質(zhì)采用高標準不銹鋼，取樣系統(tǒng)必須有壓力表并配備快拆接頭，嚴禁用玻璃容器或敞口容器取樣；c)在取樣前用氮氣吹掃取樣器，拆開取樣鋼瓶前，系統(tǒng)應(yīng)泄壓并用氮氣吹掃至回收系統(tǒng)。

環(huán)氧乙烷由于其理化特性，不易長途運輸，因此具有強烈的地域性。我國對環(huán)氧乙烷的運輸有非常嚴格的要求。環(huán)氧乙烷裝卸應(yīng)采用液下裝卸鶴管，不宜采用金屬軟管，相關(guān)標準對槽車充裝系數(shù)、保冷材料、罐體材質(zhì)、裝卸方式、裝卸管道、密封墊片，以及槽車裝卸環(huán)節(jié)比如槽車配備靜電接地、阻火器、滅火器等，押運人員持有押運證、充裝人員取得移動式壓力容器充裝證等均有詳細的規(guī)定。但是在實際工作中，一些企業(yè)由于自身專業(yè)能力不足或者其他原因，仍舊會出現(xiàn)一些紕漏。比如，某企業(yè)制定的環(huán)氧乙烷裝車安全管理規(guī)定并未明確裝卸設(shè)施連接口不得存在磨損、變形、局部缺口、膠圈或墊片老化等缺陷的檢查確認要求，此隱患極易導(dǎo)致出料口軟管脫落泄漏環(huán)氧乙烷事故。因此，涉及環(huán)氧乙烷裝卸的企業(yè)應(yīng)制定完善的環(huán)氧乙烷裝卸管理辦法，從空車檢查到槽車離廠，每一步都要有檢查清單，完成一項確認一項，由工藝人員、槽車司機、押運人員共同確認簽字，執(zhí)行標準化裝卸流程，杜絕操作人員經(jīng)驗主義或遺漏操作要點。

總之，預(yù)防環(huán)氧乙烷泄漏事故，要做好風(fēng)險辨識、人員培訓(xùn)、應(yīng)急處置等各個環(huán)節(jié)，把安全隱患當作異常來處理，切實提高風(fēng)險防控意識和能力；要認真總結(jié)事故教訓(xùn)，舉一反三排查本企業(yè)裝置環(huán)氧乙烷系統(tǒng)可能存在的設(shè)計缺陷、應(yīng)急處置程序不當、參數(shù)設(shè)置不合理等問題，盡早發(fā)現(xiàn)、盡早整改，提高裝置運行的本質(zhì)安全水平。

典型案例回顧




案例一：2000年7月10日，陜西省某飼料添加劑廠內(nèi)環(huán)氧乙烷槽車卸料過程中，一個環(huán)氧乙烷計量槽突然開裂，致使液態(tài)環(huán)氧乙烷噴出汽化發(fā)生大爆炸，造成2人死亡、4人重傷、11人輕傷，直接經(jīng)濟損失640萬元。事故直接原因是：非法自制環(huán)氧乙烷計量槽，制造質(zhì)量低劣，焊縫、鋼板存在嚴重缺陷；生產(chǎn)車間沒有安裝防靜電接地裝置；裝有環(huán)氧乙烷的液化氣槽車沒有及時脫離事故現(xiàn)場，導(dǎo)致事故擴大。間接原因是：該廠擅自在技改項目中增添氯化膽堿合成車間，對環(huán)氧乙烷的危險性認識不足；整體設(shè)計布局不合理，貯罐與貯罐之間，貯罐與生產(chǎn)廠房及周邊建筑物之間，安全距離均不符合有關(guān)規(guī)定，導(dǎo)致連鎖反應(yīng)。而人員培訓(xùn)教育不到位，特種作業(yè)人員無證上崗作業(yè)，安全意識淡薄，是事故的根原因。


案例二：2012年3月8日，浙江某物流公司一環(huán)氧乙烷罐車在充裝站進行充裝過程中，罐車液相充裝管法蘭與環(huán)氧乙烷充裝軟管法蘭的連接面突然發(fā)生泄漏。裝車班長發(fā)現(xiàn)險情后，立即關(guān)閉裝車球閥停止裝車，并與裝置操作人員、該車押運員一起立即采取緊急措施，關(guān)閉罐車緊急切斷閥和罐車閥門，用大量消防水進行稀釋，泄漏點得到了有效控制。泄漏原因：隨車提供的法蘭墊片因重復(fù)使用，彈性變差，在環(huán)氧乙烷的充裝過程中，低溫介質(zhì)使墊片發(fā)硬，密封性降低造成環(huán)氧乙烷泄漏。


案例三：2012年8月24日晚，一輛裝載環(huán)氧乙烷的運輸車，在上海漕涇鎮(zhèn)西部工業(yè)區(qū)某化工公司內(nèi)卸載作業(yè)時，環(huán)氧乙烷泄漏導(dǎo)致2人死亡、7人中毒。事故的直接原因是：現(xiàn)場操作人員由于操作不當，導(dǎo)致出料口軟管脫落，大量環(huán)氧乙烷泄漏到環(huán)境中，引發(fā)爆炸和人員中毒事故。間接原因是：企業(yè)員工安全意識淡薄，應(yīng)急能力不足，沒有充分識別環(huán)氧乙烷泄漏導(dǎo)致的嚴重后果，且在環(huán)氧乙烷泄漏時沒有及時采取應(yīng)急措施防止事故進一步惡化。其根原因是：企業(yè)生產(chǎn)運行管理不到位，風(fēng)險識別能力不足，沒有識別環(huán)氧乙烷泄漏的風(fēng)險，沒有組織員工進行相關(guān)培訓(xùn)及應(yīng)急演練。


案例四：2015年4月21日，南京某企業(yè)環(huán)氧乙烷精制塔再沸器上封頭附近環(huán)氧乙烷泄漏、起火，環(huán)氧乙烷精制塔發(fā)生閃爆，造成1人輕傷。事故的直接原因是：環(huán)氧乙烷精制塔中發(fā)生自聚，導(dǎo)致儀表引壓管堵塞，壓力指示失真，操作人員判斷失誤、處置不當，導(dǎo)致發(fā)生泄漏，進而引發(fā)塔內(nèi)爆炸。間接原因是：儀表引壓管設(shè)計存在缺陷，環(huán)氧乙烷精制塔的壓力聯(lián)鎖與壓力控制變送器、現(xiàn)場壓力表共用一個引壓管；外操現(xiàn)場巡檢不到位，在裝置壓力異常波動時，操作人員僅對回流罐就地表進行檢查，沒有核實塔的其它就地壓力表；而人員培訓(xùn)不到位，異常工況判斷處置能力不高，應(yīng)急處置不當，泄漏起火后，沒有及時打開消防噴淋系統(tǒng)，造成了事故擴大。


案例五：2022年6月18日，上海某石化企業(yè)乙二醇裝置環(huán)氧乙烷精制塔區(qū)域發(fā)生爆炸，飛濺物導(dǎo)致2處公共管廊、1個油罐和1個管線同時起火，造成1人死亡、1人受傷。事故直接原因是：環(huán)氧乙烷精制塔塔釜出口管線焊口處被腐蝕斷裂，導(dǎo)致大量環(huán)氧乙烷泄漏，進而引發(fā)起火、爆炸事故。間接原因是：對老舊裝置長期運行后出現(xiàn)的風(fēng)險隱患辨識不足，對部分管線泄漏后可能引發(fā)的一系列連鎖反應(yīng)和后果預(yù)判不足；隱患治理不及時，將類似“打補丁”的應(yīng)急處理方式作為常態(tài)化堵漏方式，隱患未得到根除；生產(chǎn)管理不到位，在管線出現(xiàn)多次泄漏后，未組織原因分析，頭痛醫(yī)頭腳痛醫(yī)腳，安全管理制度執(zhí)行不力。